Модулятор интенсивности лазерного излучения

 

С0103 СОВЕТСКИХ

СООИИЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИК (l9l ((((о %У

SU (51) 5 G 02 F 1/21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fYiHT СССР (46) 23. 02 ° 91. Вюл. Р 7 (21) 4272230/25:. (22) 01.06.87 (72) Б.С.Виневич, l0.Â.Ïå÷åíèí и З.К.Ипполитова (53) 535.8 (088.8) (56) Справочник по лазерам, под ред. А.H.Ïðîõîðîâà, т. 2, — M.

Сов. радио, 1978, с. 187-188.

Авторское свидетельство СССР

У 1382230, кл. G 02 F 1/21, 1986. (54) МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к модуляторам интенсивности лазерного излучения. Цель изобретения — повышение быстродействия при сохранении высокой мощности модулируемого пучка.

Модулятор содержит оптически связанные, дифракционную решетку-делиИзобретение относится к модуляторам лазернсго излучения и может быть использовано прн конструирова-. нии систем управления интенсивностью лазерного излучения, например, в контрольно-измерительной технике.

Цель изсбретения — повьпгние быстродействия при сохранении высокой мощности модулируемого. пучка.

На фиг. 1 приведена схема модулятора,на фиг.2 — зависимость(эффективности сложения пучков от изменения. коэффициента отражения решетки-смесителя.

Модулятор содержит дифракционную решетку.-делитель .1. отражаюгг че зер2 . тель излучения с нулевым и первым порядками, два отражающих зеркала, установленные на оптических осях разделенных пучков и дифракгпгонную решетку-смеситель с нулевым и первым порядками. Решетка-смеситель установлена таким образом, что углы между оптическими осями каждого из разделенных пучков и нормально к плоскости смесителя равны его углам дифракции разных порядков. С целью повышения быстродействия решетка-делитель и решетка-смеситель выполнены так, что их коэффициенты отражения в одном из порядков соответствуют условиям, приведенным в формуле изобретения. При этом на оптической оси пучка с меньшей интенсивностью установлен фазовый электрс оптический элемент. 2 ил. кала 2<, 2, дифракционную решеткусмеситель 3, фазовый электрооптический элемент 4.

Модулятор работает следующим образом. Пучок входного излучения йадает на решетку-делитель 1. После отражения от нее образуются два пучка (нулевой и первый порядки дифракции) . На пути одного.из пучков установлен фазовый электрооптический модулятор 4. Два пуМка, отраженные зеркалами 2, 2, сводятся на решетке-смесителе, после отражения от которой образуются два вьгхсдных пучка, соотношение интенсивности которых определяется дополнительной разностью

1 „ /1, Ь + (1-,)(i- )) минимальная

1„е„ /I -(r, геВеличина о, определяется максимально допустимой мощностью для электрооптического элемента Р кк in и должна .быть меньше или равна величине 20

Р макс — где Р„„. - мощность падаюР лоъ щего излучения, которая для мощного лазера обычно меньше "1". Будем считать эту величину известной. Тогда 25

А=КО, где К = 2 )(1-г,)г„, () 2.1(1-ге)г

Назовем О эффективностью сложения пучков.

Значение 8 максимально при г =

0,5.

Тогда

А = 2Г(1-r,)r, ЗО

Последнее равенство показывает, что, модулируя фазу пучка с малой интенсивностью, вследствие эффекта интерференции можно получить глубокую модуляцию интенсивности выходного 40 пучка. Если, например мощность входного пучка 250 Вт, максимально допустимая для элемента мощность 25 Вт, можно, выбирая для модулятора решеткусмеситель с коэффициентом отражения 45

0 5 а решетку-делитель с коэффици25 ентом = 0,1, получить модуляцию мощности выходного пучка с амплитудой 150 Вт, хотя модулируется при этом фаза пучка мощностью 25 Вт.

Предложенное устройство было реализовано для экспериментальной проверки. Для:модуляции фазы бып использован фазовый электрооптический элемент прибора ИЛ-8 с максимально допустимой мощностью 25 Вт. Входная мощность модулятора составляла 77 Вт.

Источником излучения служил СО -лазер

50.3 1500142 фаз, вносимой фгззовым электрооптическим модулятором 4.

Если ). - коэффициент отражения в ()дном из порядков решетки"делителя, а r — коэффициент отражения в одном . из порядков решетки-смесителя, отнесенная к входной интенсивности Io) максимальная интенсивность одного из выходных пучков модулятора 10

ИЛГН-802. Коэффициент отражения решетки-. делителя был равен 0,1, .а решетки-смесителя 0,5.

Элемент устанавливали на пути пучка мощностью 7 Вт. Выходная мощность в одном из выходов модулятора менялась от 56 до 14 Вт, в другом — от

14 до 56 Вт. Амплитуда колебания мощности составила 42 Вт.

Таким образом, модулируя фазу пучка, интенсивностью 7 Вт, вследствие интерференции, используя данное тех« ническое решение, можно получить выходное излучение с амплитудой модуляции 42 Вт при входном излучении мощностью 70 Вт. Быстродействие модулятора при этом повысилось до

2 ° 10 Г

Формула изобретения

Модулятор интенсивности лазерного излучения, содержащий оптически связанные дифракционную решетку-делитель излучения с нулевым и первым порядками, два отражающих зеркала, установленные на оптических осях разделенных пучков,.и дифракционную решетку-смеситель с нулевым и первым порядками, причем решетка-смеситель установлена таким образом, что углы между оптическими осями каждого иэ разделенных пучков и нормалью к плоскости смесителя равны его углам дифракции разных порядков, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении мощности модулируемого излучения, решетка-делитель и решеткасмеситель выполнены такими, что их коэффициенты отражения в одном из порядков соответствуют условиям ()o cy ЭОЭ

r, для решетки делиР ла ь теля, rz = 0,5 для решетки-смесителя, " где P / „, ЭОЭ вЂ” допустимая для электрооптилеского элемента мощность

I излучения ;

-.P — падающая на решетпау . ку-делитель мощность лазерного излучения, причем на оптической оси пучка с меньшей интенсивностью установлен фазовый электронно-оптический эле.мент.

1500142

Хозцири иент отМжения решета- емесиаоя

ЩЖГ

Составитель Л.Архонтов

Редактор Т.Федотов Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Иалец

Заказ 873 - Тираж 331 . Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн, ГКНТ СССР

113035, Косква, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Производственно-издательский «оибинат "Патент" ° г. Ужгород, ул. Гагарина, 101